Mô hình hành tinh Rutherford của nguyên tử mô hình Rutherford

Khám phá trong lĩnh vực cấu trúc nguyên tử là một bước quan trọng trong sự phát triển của vật lý. Vĩ đại tầm quan trọng là mô hình Rutherford. Atom như một hệ thống của các hạt và các thành phần của nó đã được nghiên cứu kỹ hơn và chi tiết. Điều này đã dẫn đến việc thiết lập thành công của một khoa học như vật lý hạt nhân.

Những ý tưởng cổ đại về cấu trúc của vật chất

Giả định rằng các cơ quan xung quanh được tạo thành từ các hạt nhỏ đã được thực hiện trong thời cổ đại. Nhà tư tưởng thì nguyên tử biểu diễn dưới dạng các hạt tách nhỏ nhất của bất kỳ chất. Họ lập luận rằng không có gì trong vũ trụ là kích thước nhỏ hơn so với một nguyên tử. quan điểm như vậy được tổ chức bởi các nhà khoa học Hy Lạp vĩ đại và nhà triết học - Democritus, Lucretius, Epicurus. Giả thuyết những nhà tư tưởng hiện nay thống nhất dưới cái tên "cổ thuyết nguyên tử."

cơ quan đại diện thời trung cổ

thời cổ đại đã trôi qua, và trong thời Trung Cổ cũng là nhà khoa học đã bày tỏ những giả định khác nhau về cấu trúc của vật chất. Tuy nhiên, ưu thế của quan điểm tôn giáo và triết học của điện thờ trong giai đoạn lịch sử từ trong trứng nước mọi nỗ lực để ngăn chặn và nguyện vọng của tâm trí con người để phát hiện khoa học duy vật và khám phá. Như được biết, thời trung cổ Inquisition rất thân thiện cư xử với các đại diện của giới khoa học vào thời điểm đó. Nó vẫn còn để nói rằng những ngày đó là óc sáng xuất phát từ ý tưởng cổ xưa của thể chia của nguyên tử.

Các nghiên cứu lứa tuổi 18-19

thế kỷ 18 được đánh dấu bằng những khám phá quan trọng trong lĩnh vực cấu trúc tiểu học của vật chất. Chủ yếu là do những nỗ lực của các nhà khoa học như Antuan Lavuaze, Mikhail Lomonosov và Dzhon Dalton. Độc lập với nhau, họ đã có thể chứng minh rằng nguyên tử thực sự tồn tại. Nhưng câu hỏi của cấu trúc nội bộ của họ vẫn mở. Sự kết thúc của thế kỷ 18 được đánh dấu bằng một sự kiện quan trọng như vậy trong thế giới khoa học, như sự phát hiện của D. I. Mendeleevym bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Đó là thực sự là một bước đột phá mạnh mẽ rằng thời gian để vén bức màn trên sự hiểu biết rằng tất cả các nguyên tử có tính chất tương tự, rằng họ có liên quan đến nhau. Sau đó, vào thế kỷ 19, một bước quan trọng nhằm làm sáng tỏ cấu trúc của nguyên tử là bằng chứng cho thấy các thành phần của bất kỳ một trong số họ có mặt electron. Công việc của các nhà khoa học của giai đoạn này tạo ra một mảnh đất màu mỡ cho những khám phá của thế kỷ 20.

thí nghiệm Thomson

nhà vật lý người Anh Dzhon Tomson vào năm 1897 đã chứng minh rằng cấu trúc của nguyên tử gồm các electron với một điện tích âm. Ở giai đoạn này, một khái niệm sai lầm rằng các nguyên tử - chia hết hạn chế bất kỳ chất cuối cùng đã bị phá hủy. Làm thế nào mà Thomson đã có thể chứng minh sự tồn tại của electron? Nhà khoa học đặt trong các thí nghiệm của mình trong một cao loãng khí điện và dòng điện được thông qua. Kết quả là các tia cathode. Thomson cẩn thận nghiên cứu đặc điểm của họ và thấy rằng họ là một dòng hạt mang điện tích di chuyển ở tốc độ tuyệt vời. Khoa học quản lý để tính toán khối lượng của các hạt này và mình phụ trách. Ông cũng phát hiện ra rằng họ không thể được chuyển đổi thành các hạt trung hòa, như là một điện tích - là nền tảng của tự nhiên của họ. Vì vậy, là các electron được mở. Thomson cũng là tác giả của mô hình cấu trúc nguyên tử đầu tiên trên thế giới. Theo đó, nguyên tử - một cục máu đông dương tính vật chất, mà được phân bố electron thống nhất mang điện tích âm. Điều này giải thích cấu trúc tổng thể của các nguyên tử trung lập, như cáo buộc ngược lại triệt tiêu lẫn nhau. Các thí nghiệm Dzhona Tomsona trở nên tầm quan trọng vô giá đối với nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc của nguyên tử. Tuy nhiên, nhiều câu hỏi vẫn chưa được trả lời.

nghiên cứu Rutherford

Thomson phát hiện ra sự tồn tại của các electron, nhưng ông không thể tìm thấy trong nguyên tử mang điện tích dương hạt. Ernest Rutherford chỉnh sai lầm này trong năm 1911. Trong các thí nghiệm nghiên cứu về hoạt động của alpha-hạt trong khí, nó được tìm thấy rằng có những hạt trong nguyên tử, các điện tích dương. Rutherford thấy rằng bằng cách đi qua các chùm qua khí hoặc thông qua một tấm kim loại mỏng là một sự sai lệch sắc ngọt cho một số lượng nhỏ của các hạt từ con đường của phong trào. Họ chỉ ngửa. Các nhà khoa học nhận ra rằng hành vi này là do một cuộc đụng độ với các hạt tích điện dương. thí nghiệm như vậy sẽ cho phép các nhà vật lý để mô hình cấu trúc của nguyên tử Rutherford.

mô hình hành tinh

Bây giờ học hơi khác so với các giả định được thực hiện bởi John Thomson. mô hình khác nhau của thép và nguyên tử của họ. kinh nghiệm của Rutherford cho phép ông tạo ra một lý thuyết hoàn toàn mới trong lĩnh vực này. nhà khoa học phát hiện là rất quan trọng cho sự phát triển của vật lý. mô hình Rutherford mô tả nguyên tử như một hạt nhân xử lý ở Trung ương và di chuyển xung quanh các electron. Cốt lõi có một điện tích dương và các electron - tiêu cực. nguyên tử mô hình Rutherford giả electron xoay quanh lõi trên quỹ đạo nhất định - quỹ đạo. Mở một nhà khoa học giúp giải thích lý do cho độ lệch của các hạt alpha và là động lực cho sự phát triển của lý thuyết hạt nhân của nguyên tử. Trong mô hình nguyên tử của Rutherford sự tương tự với chuyển động của các hành tinh trong hệ mặt trời quanh mặt trời. Nó rất chính xác và so sánh sinh động. nguyên tử mô hình Do đó Rutherford trong đó di chuyển dọc theo quỹ đạo xung quanh hạt nhân, được đặt tên hành tinh.

Công việc của Niels Bohr

Hai năm sau, nhà vật lý Đan Mạch Niels Bohr đã cố gắng để kết hợp các khái niệm về cấu trúc của nguyên tử với các tính chất lượng tử của ánh sáng. mô hình hạt nhân Rutherford của nguyên tử được đưa các nhà khoa học tại cơ sở của lý thuyết mới của mình. Trong Bohr nguyên tử giả xoay quanh lõi trong quỹ đạo tròn. phong trào quỹ đạo như vậy dẫn đến sự tăng tốc của các electron. Bên cạnh đó, sự tương tác Coulomb của các hạt này với nguyên tử trung tâm được đi kèm với việc tạo ra và chi phí năng lượng để duy trì các trường điện từ không gian phát sinh từ việc chuyển động của electron. Trong điều kiện như vậy, các hạt tích điện âm bao giờ nên rơi vào hạt nhân. Nhưng điều này không xảy ra, chỉ ra rằng sự ổn định lớn hơn của nguyên tử như các hệ thống. Niels Bohr nhận ra rằng các định luật của nhiệt động lực học cổ điển, được mô tả bởi phương trình Maxwell không làm việc trong điều kiện hạ nguyên tử. Do đó, các nhà khoa học đặt ra để mang lại luật mới mà sẽ giữ các hạt cơ bản trên thế giới.

định đề Bohr

Chủ yếu là do thực tế là đã có một mô hình của Rutherford, nguyên tử và các thành phần của nó đã được nghiên cứu tốt, Niels Bohr đã có thể tiếp cận việc tạo ra các định đề của nó. Việc đầu tiên của những trạng thái mà nguyên tử có một điều kiện tĩnh, trong đó nó không làm thay đổi năng lượng của nó và do đó các electron di chuyển theo quỹ đạo mà không thay đổi quỹ đạo của nó. Theo một định đề thứ hai, quá trình chuyển đổi của một electron từ một quỹ đạo khác xảy ra cách ly hoặc năng lượng hấp thụ. Nó là bằng chênh lệch năng lượng giữa các bang trước và thành công của nguyên tử. Trong trường hợp này, nếu một electron nhảy đến gần hơn với cốt lõi của quỹ đạo, nó được phát ra năng lượng (photon), và ngược lại. Mặc dù thực tế rằng sự chuyển động của các electron lại không hề giống quỹ đạo quỹ đạo xử lý nghiêm khai mạc vòng tròn Bohr có thể để có được lời giải thích tuyệt vời cho sự tồn tại của phổ dòng của nguyên tử hydro. Khoảng thời, các nhà vật lý Hertz và Frank, người đã sống ở Đức, khẳng định các nhà khoa học Niels Bohr về sự tồn tại của văn phòng phẩm, các quốc gia ổn định của nguyên tử và khả năng thay đổi trong giá trị năng lượng nguyên tử.

Hợp tác giữa hai nhà khoa học

Bằng cách này, Rutherford trong một thời gian dài không thể xác định chịu trách nhiệm về hạt nhân. Các nhà khoa học Marsden và Geiger đã cố gắng để thực hiện yêu cầu kiểm tra chéo của Ernest Rutherford, và như là một kết quả của các thí nghiệm và tính toán kỹ lưỡng và chi tiết đã đi đến kết luận rằng nó là cốt lõi của các đặc điểm chính của các nguyên tử, và nó tập trung tất cả các phí của nó. Sau đó nó được chứng minh rằng điện tích hạt nhân là số lượng tương đương với giá trị của số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn D. I. Mendeleeva. Điều thú vị là Niels Bohr sớm gặp Rutherford và hoàn toàn đồng ý với quan điểm của ông. Sau đó, các nhà khoa học từ lâu đã làm việc cùng nhau trong phòng thí nghiệm tương tự. mô hình của nguyên tử như một hệ thống bao gồm các tiểu Rutherford của hạt mang điện - tất cả Niels Bohr coi công bằng và cho tất cả sang một bên đặt mô hình điện tử của họ. hoạt động nghiên cứu chung của các nhà khoa học đã rất thành công và đã chịu quả. Mỗi trong số họ rơi vào việc nghiên cứu các tính chất của các hạt cơ bản và những khám phá quan trọng trong khoa học. Sau đó, Rutherford phát hiện và chứng minh khả năng mở rộng cốt lõi, nhưng đó là một chủ đề cho một bài báo.